Vier Jahre nach Beginn des Verbundprojektes Verifikations- und Validierungsmethoden (VVM) liegen jetzt die Ergebnisse vor. In dem Projekt hat sich die deutsche Automobilindustrie mit 21 Partnern zusammengeschlossen und die weltweit ersten Strukturen entwickelt, um Sicherheitsstandards bei automatisierten Fahrzeugen im urbanen Umfeld nachweisbar zu machen.
Komplexität und Anforderungen an Fahrzeug und System steigen deutlich
Zentrale Aussage: Je höher der Grad beim automatisierten Fahren und je komplexer das Einsatzgebiet eines Systems, desto mehr Faktoren müssen bei der Entwicklung berücksichtigt werden. Bereits heute sind erste SAE-Level-3-Systeme für das Autobahnfahren und ein SAE-Level-4-System für das fahrerlose Parken zugelassen.
Für eine Ausweitung auf weitere Einsatzgebiete – wie den Stadtverkehr – steigen die Komplexität und die Anforderungen an Fahrzeug und System deutlich an. Aus diesem Grund sind entsprechend geeignete Verifikations- und Validierungsmethoden notwendig. Genau das stand im Fokus der Arbeitsgemeinschaft des VVM-Projekts.
Stadtverkehr ist eine der größten Herausforderungen
„Fußgänger, Radfahrer, motorisierte Zweiräder, schwer einsehbare Straßenkreuzungen: Eine der größten Herausforderungen beim automatisierten Fahren stellt das Beherrschen des Verkehrs im urbanen Umfeld dar“, betont Roland Galbas von Bosch, Leiter des Konsortialprojektes VVM.
Der Stadtverkehr sei geprägt durch viele Verkehrsteilnehmer, Ampelsysteme, Verkehrszeichen und Fahrzeuge. „Damit das Fahrzeug in Zukunft auch höchst seltene Szenarien beherrscht, braucht es nachvollziehbare Strukturen und Prozesse, die den sicheren Betrieb eines Systems in Ausnahmesituationen nicht nur ermöglichen, sondern das sichere Manövrieren auch nachweisen können.“
Automatisierte Fahrfunktionen müssen sicher und zuverlässig reagieren
Das Forschungsprojekt VVM widme sich genau diesem Nachweis, nämlich „dass die automatisierten Fahrfunktionen sicher und zuverlässig reagieren und darüber hinaus hinsichtlich Präzision und Qualität einen Nutzen für den Kunden darstellen”, sagt Dr. Mark Schiementz von BMW, ebenfalls Leiter des Projektes.
„Flankiert durch Regularien gilt für die deutsche Automobilindustrie der Grundsatz, eben nicht nur den schnellsten technologischen Fortschritt auf die Straße zu bringen, sondern jederzeit sichere Fahrzeuge und Systeme bereitzustellen, auf die man sich verlassen kann“, verdeutlicht er. „Und diese Zuverlässigkeit beginnt bereits in der Entwicklung dieser Systeme.”
Nachweisbare Sicherheit ist Voraussetzung für Verkehrszulassung
Bereits bei der Auslegung und Entwicklung von automatisierten Fahrfunktionen steht der Sicherheitsgrundsatz an erster Stelle. Entsprechend müssen diese Sicherheitsfunktionen für die Verkehrszulassung eines Fahrzeuges und einer zertifizierten Freigabe für den Straßenverkehr nachgewiesen werden.
Um diesen Nachweis erbringen zu können, haben die 21 Projektpartner gemeinsam ein Modell erarbeitet, das aus unterschiedlichen Verfahren, Methoden und Werkzeugen besteht. So kann mittels einer sogenannten Sicherheitsargumentation der Nachweis erbracht werden, dass das System sicher nutzbar ist.
Vereinheitlichung könnte in industrieweite Standards münden
Für die methodische Ausgestaltung dieses Modells haben die Partner in mehreren Teilprojekten zusammengearbeitet. Branchenweit angewendet, würde das definierte Modell die Grundlage schaffen, die Sicherheit in automatisierten Fahrzeugen nachzuweisen.
„Die hier erarbeiteten Modelle ermöglichen es erstmals, dass allen Automobilherstellern dieselben Strukturen bei der Verifikation und Validierung automatisierter Fahrsysteme im städtischen Umfeld zur Verfügung stehen”, erklärt Dr. Helmut Schittenhelm, Projektkoordinator von Mercedes-Benz. „Diese Vereinheitlichung könnte dann auch in industrieweite Standards münden, die den Straßenverkehr für alle Verkehrsteilnehmer noch sicherer machen können.“
Methodischer Ansatz berücksichtigt auch industrielle Prozesse
Der methodische Ansatz aus dem VVM-Projekt ist weltweit der erste Standard, der auch industrielle Prozesse berücksichtigt. Damit macht sich die deutsche Automobilindustrie erneut zum technologischen Vorreiter beim automatisierten Fahren.
Bereits im Jahr 2021 trat mit einem entsprechenden Gesetz in Deutschland die weltweit erste Regulierung für vollautomatisiertes Fahren (SAE Level 4) in Kraft. 2022 wurde eine entsprechende Verordnung mit den technischen Details beschlossen, um entsprechende Fahrzeuge auf deutschen Straßen zulassen und betreiben zu können.
Szenarien-basierter Sicherheitsnachweis könnte weltweite Standards setzen
Am Ende seiner Projektlaufzeit und aufbauend auf den Ergebnissen der Vorgängerprojekte Pegasus und SetLevel, liefert VVM erstmals einen durchgängigen methodischen Sicherheitsansatz für automatisiertes Fahren im urbanen Umfeld, mit dem eine branchenweite Zusammenarbeit und Wertschöpfung möglich wird.
Der im Projekt verfolgte Ansatz des szenarien-basierten Sicherheitsnachweises könnte nach behördlicher Zustimmung helfen, weltweite Standards zu setzen. VVM hat ein für die Branche zukunftsrelevantes Referenzsystem geschaffen, das eine methodische Lücke für die praktische Absicherung schließt und die Vorreiterrolle der deutschen Industrie im internationalen Wettbewerb beim automatisierten Fahren festigt. (jpk)
